安徽省县中联盟2024-2025学年高一（上）联考物理试卷（12月）

这是一份安徽省县中联盟2024-2025学年高一（上）联考物理试卷（12月），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.2024年诺贝尔物理学奖花落机器学习领域两位学者，以表彰他们“基于人工神经网络实现机器学习的基础性发现和发明”.在物理学的探索和发现过程中，研究方法往往比物理知识本身更加重要.下列物理研究过程中采用了控制变量法的是( )
A. 在某些情况下把物体简化为质点B. 探究加速度与物体质量、物体受力的关系
C. 验证力不是维持物体运动的原因D. 匀变速直线运动公式的推导
2.游泳是奥运会的重要比赛项目之一，除仰泳项目外，自由泳、蛙泳、蝶泳及个人混合泳的各项比赛必须从出发台起跳入水.下列有关游泳比赛中运动和力的说法正确的是( )
A. 运动员起跳时受地面的支持力是由于地面的形变产生的
B. 运动员起跳入水过程中看到水面迎面扑来是选择水面为参考系
C. 运动员冲刺过程中，随着速度的增大其惯性也逐渐增大
D. 运动员划水加速前进时，水对他的作用力大于他对水的作用力
3.仰韶文化时期的尖底双耳瓶装水“虚则欹(倾斜)、中则正、满则覆”。如图所示，用两细绳悬挂装有适量水的该瓶，瓶竖直而立。设瓶(含水)的重力为G，下列有关说法正确的是( )
A. 重力只作用在瓶的重心上B. 瓶(含水)的重心一定在两绳所在线的交点
C. 装水量会影响瓶(含水)的重心位置D. 图中每根细绳的拉力等于0.5G
4.如图所示，体育课同学们在练习排球。将排球竖直向上垫起后，若排球经0.4s到达最高点，又经过0.7s后排球落地，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，则排球上升到最高点时距地面的高度为( )
A. 0.8mB. 1.8mC. 2.45mD. 6.05m
5.质点从t=0时刻开始做匀减速直线运动，其v−t图像如图所示.则质点在前2s内和第5s内的位移之比为( )
A. 4:1B. 7:13C. 13:7D. 28:9
6.如图所示，A、B两个质量分别为m和M的物块叠放在水平地面和区直墙壁之间，对物块B施加水平力F作用，物块A、B处于静止状态.已知各接触面光滑，则物块A和物块B受力的个数分别为( )
A. 4个、4个B. 4个、5个C. 4个、3个D. 3个、4个
7.如图所示，两间距为L=48cm且相互平行的等长支架MN和PQ固定在水平面上，M、P等高，两支架与水平面的夹角均为α=37∘.一个半径R=48cm、质量m=60kg的水泥圆筒搁置在两支架之间恰好保持静止，已知水泥圆筒与支架间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力(sin37∘=0.6,cs37∘=0.8,g取10m/s2).下列说法正确的是( )
A. 每根支架对水泥圆筒的支持力大小为240N
B. 每根支架对水泥圆筒的支持力大小为160 3N
C. 水泥圆筒与支架间的动摩擦因数为0.5
D. 水泥圆筒与支架间的动摩擦因数为3 37
8.某学校门口的平直公路上设有图甲所示减速带，一校车经过此路段过程中司机控制校车的加速度大小a随位移均匀x变化的图像如图乙所示，校车制动后经过10 m到达减速带时速度恰好为0，则校车制动的初速度大小为( )
A. 2 m/sB. 4 m/sC. 6 m/sD. 8 m/s
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.A、B两位同学在晨练中从同地同时出发，速度v与时间t的关系图像如图所示，其中曲线为A的运动图像，直线为B的运动图像。关于A、B两位同学的运动，下列说法正确的是( )
A. t1时刻，A的加速度小于B的加速度
B. t2时刻，B同学追上了A同学
C. t1∼t2时间内，A的位移大于B的位移
D. t1∼t2时间内，A的平均速度小于B的平均速度
10.如图所示，甲、乙为长度、半径、材料均相同的质量分布均匀的圆柱体和半圆柱体，甲表面光滑，乙表面粗糙，圆柱体甲的质量为m=0.2kg，两物体靠在一起放置在粗糙固定的水平桌面上.现过圆柱体甲的轴心施加一个始终沿水平方向大小可变的作用力F，将圆柱体甲缓慢地拉至圆柱体乙的顶端，乙始终处于静止状态.空气阻力不计，重力加速度大小g= 10 m/s2.在甲缓慢移动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 桌面所受乙的压力由开始时1N逐渐增大到3N
B. 甲、乙间的压力由开始时最大值4N逐渐减小到2N
C. 拉力F由开始时最大值2 3N逐渐减小到2N
D. 桌面对乙的摩擦力由开始时最大值2 3N逐渐减小到零
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图甲所示的实验装置。
(1)关于本实验操作，下列说法正确的是_____(填正确答案标号)；
A.悬挂钩码后立即读数
B.钩码的数量可以任意增减
C.测弹簧原长时，需将弹簧放置在水平桌面上测量
D.实验中，必须使刻度尺保持竖直状态
(2)实验中，某同学以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度l为横轴建立坐标系，依据实验数据作出F−l图像如图所示，由图线可得出该弹簧的原长为____cm，弹簧的劲度系数为____N/m(劲度系数计算结果保留分式)；
(3)若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到的弹簧劲度系数将____(选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
12.某同学设计了如图甲所示的实验方案做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验”。小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器(能感应力大小的装置)相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。
(1)用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是补偿阻力。正确补偿阻力后，改变小车的质量再次实验，是否需要重新补偿阻力？____(填“需要”或者“不需要”)；
(2)在安装器材时，要调整小滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。你认为这样做的目的是_____(填标号)；
A.使力传感器的读数等于细绳的拉力
B.在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
C.保证小车最终能够实现匀速直线运动
(3)某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E是选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出)，已知交流电源的频率为50 Hz，由图数据可求得：打下D点时小车的速度大小为____m/s，小车的加速度大小为____m/s2(结果保留3位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，冰雪斜面与水平面夹角θ，一质量为m的雪橇在冰雪斜面上恰能匀速下滑。现某人用沿与斜面也成θ角的力F拉雪橇沿斜面向上运动，雪橇也刚好匀速上滑。已知重力加速度为g，求：
(1)雪橇与冰雪斜面的动摩擦因数；
(2)拉力F的大小。
14.如图所示，在一次警犬追球训练中，小球被训练员踢出后在球场上做匀减速直线运动，其初速度大小为v0=12 m/s，加速度大小为a1=2 m/s2。与此同时警犬从同一位置由静止开始以加速度a2=6 m/s2做匀加速直线运动追赶小球。小球和警犬均可视为质点，求：
(1)从小球被踢出到停下，小球的位移大小；
(2)警犬追上小球前与足球的最大距离；
(3)警犬从开始运动到追上小球经历的时间。
15.如图所示，粗糙水平面上静止放置一圆弧表面光滑的四分之一圆柱体，光滑轻小滑轮D在圆心O的正上方用轻杆固定。细线一端固定在A点，另一端跨过滑轮D连接一劲度系数k=100N/m的轻质弹簧，弹簧下端与质量为m= 3kg小球(可视为质点)连接，小球置于四分之一圆柱体表面上E处，DE长度与圆柱体半径相等，DE与竖直方向成30∘角，物块C通过光滑圆环悬挂在细线上，BD与竖直方向成60∘角，整个装置处于静止状态。已知四分之一圆柱体与地面的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细线、圆环质量不计，重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求轻质弹簧的伸长量和物块C的质量；
(2)求杆对滑轮D作用力的大小和方向；
(3)若调整细线长度使小球从E处移至F处(DF与圆柱表面相切)，整个装置仍然保持静止，已知sin∠ODF= 33，cs∠ODF= 63，求四分之一圆柱体的质量M的最小值(结果可保留根式)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.把物体简化为质点是突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型的研究方法，A错误;
B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变，研究加速度与力的关系;再保持力不变，研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法， B正确;
C.伽利略通过理想实验的方法验证了力不是维持物体运动的原因，C错误;
D.匀变速直线运动公式的推导，利用了微元法，D错误．
2.【答案】A
【解析】A.运动员起跳时由于地面形变要恢复原状，对接触的脚施加力的作用，A正确;
B.运动员起跳入水过程中，运动员看到水面迎面扑来，是选择自己为参考系的缘故，B错误;
C.质量是物体惯性的唯一衡量标准，与速度无关，C错误;
D.由牛顿第三定律可知，水对运动员的作用力等于运动员对水的作用力，D错误．
故选：A。
3.【答案】C
【解析】A.重心是重力的等效作用点，重力不是只作用于重心上，A错误;
B.根据共点力平衡，瓶(含水)的重心应该在几何中心线上两耳连线下方，可能在两绳所在线的交点的上方，不一定在交点上，B错误;
C.重心的位置与质量分布情况有关，所以装水多少会影响瓶的重心，C正确;
D.因为细绳斜拉，其在竖直方向上的一个分力等于0.5G，则每根细绳的拉力大于0.5G，D错误．
故选：C。
4.【答案】C
【解析】根据题意可知排球从最高点经过 0.7s 后排球落地，根据自由落体运动公式可知最高点时距地面的高度为
h=12gt2=12×10×0.72m=2.45m
故选C。
5.【答案】A
【解析】将质点的运动逆向看做做初速度为零的匀加速直线运动，根据推论;连续相等时间内位移之比等于1:3:5:7⋯可知，则前2s内和第5s内的位移之比(15+13):7=4:1.故A正确、BCD错误。
6.【答案】D
【解析】由整体分析可知，A、B整体受到地面向上的支持力N1，重力(m+M)g、墙壁对AB的弹力N2、水平力F共4个力的作用，且N1=(m+M)g，F=N2;隔离A分析，A受重力mg、墙壁对A的弹力N2、B对A的支持力N3共3个力的作用;隔离B分析，B受重力Mg、水平力F、地面对B的支持力N1和A对B的压力N3′共4个力的作用.故选D。
7.【答案】B
【解析】由底部沿支架向上看，受力关系如图所示：
2FNcsθ=mgcsα，且sinθ=L2R=12，θ=30°；
可得FN=160 3N；
Ff=μFN，又2Ff=mgsinα，
联立解得动摩擦因数为3 38；
故B正确，ACD错误。
8.【答案】C
【解析】由匀变速直线运动中位移与速度的关系v2−v02= −2ax，
校车制动过程中做非匀变速运动，运用“微元法”，
可知“a−x”图线与x轴所围图形的“面积”即“速度平方变化量的一半”，
即v022=10×3.62m2s−2，解得校车制动的初速度大小为v0=6m/s，选项C正确．
9.【答案】AC
【解析】A.根据 v−t 图像斜率的绝对值表示加速度的大小可知 t1 时刻， A 的加速度小于 B 的加速度，故A正确；
B.根据 v−t 图像与 t 轴围成面积表示位移可知 t2 时间内 A 的位移大，则 t2 时刻， B 同学没有追上了 A 同学，故B错误；
C.根据 v−t 图像与 t 轴围成面积表示位移可知 t1∼t2 时间内， A 的位移大于 B 的位移，故C正确；
D.根据 v−=xt 结合C选项可知 t1∼t2 时间内， A 的平均速度大于 B 的平均速度，故D错误。
故选AC。
10.【答案】BD
【解析】A.取整体为研究对象，桌面所受乙的压力不变，总等于二者的总重力，故A错误；
BC.圆柱体甲受重力mg、拉力F、半圆柱体的支持力FN作用处于平衡状态，这三个力构成封闭三角形，如图所示：
，
开始时FN与竖直方向成60∘角，对应图中的最大三角形，此时拉力F和半圆柱体的支持力FN都最大，
其大小分别为Fm=mgtan60∘=2 3N，FNm=mgcs60∘=4N，随着甲向上移动，三角形逐渐减小，拉力F、半圆柱体的支持力FN都逐渐减小，当甲移动到乙顶端时，F减小到零，FN减小到2N，故B正确，C错误；
D.取整体为研究对象，桌面对乙的摩擦力等于拉力F，所以摩擦力随拉力F的减小而减小，桌面对乙的摩擦力由开始时最大值2 3N逐渐减小到零，故D正确。
11.【答案】(1)D
(2) 0.5 4003
(3)偏小

【解析】(1)A.悬挂钩码后，应让钩码稳定后处于平衡状态时读数，故A错误；
B.应在弹簧的弹性限度范围内进行测量，不能超过弹性限度，钩码的数量不可以任意增减，故B错误；
C.在测量弹簧原长时，应将弹簧竖直放置时测量长度，减小自重带来的影响，故A错误；
D.安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态，故D正确。
故选D。
(2)[1][2]根据 F=k(l−l0) 可知当弹力为零时，弹簧的长度为原长，即该弹簧的原长为0.05cm， F−l 图像的斜率为弹簧的劲度系数，即
k=4.0(3.5−0.5)×10−2N/m=4003N/m
(3)若实验中刻度尺没有完全竖直，则测得的长度变化量偏大，因此得到的劲度系数偏小。
12.【答案】(1)不需要
(2)B
(3) 1.51 1.34

【解析】(1)正确补偿阻力后，改变小车的质量再次实验，不需要重新补偿阻力。
(2)A.力传感器的读数等于细绳的拉力，与拴小车的细绳与木板是否平行无关，故A错误；
BC.实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力。不能保证小车最终能够实现匀速直线运动，故B正确，C错误。
故选B。
(3)[1]相邻两点的时间间隔为
T=51f=0.1s
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，打点计时器在打D点时小车的瞬时速度大小为
vD=xCE2T=14.41+15.752×0.1×10−2m/s≈1.51m/s
[2]根据逐差法，小车做匀加速运动的加速度大小为
a=xCE−xAC4T2=14.41+15.75−11.73+13.084×0.12×10−2m/s2≈1.34m/s2
13.【答案】(1)雪橇在冰雪斜面上恰能匀速下滑，有
mgsinθ=μmgcsθ
解得
μ=tanθ
(2)雪橇匀速上滑时，对雪橇受力分析，平行斜面方向
Fcsθ=mgsinθ+f
垂直斜面方向
Fsinθ+FN=mgcsθ
其中 f=μFN ，解得
F=mgsin2θ

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】(1)小球被训练员踢出后在球场上做匀减速直线运动，小球从被踢出到停下，小球的运动时间为
t1=v0a1=6s
小球的位移大小
x1=v02t1=36m
(2)警犬追上小球前与小球有共同速度时的距离最大
v0−a1t2=a2t2
解得
t2=1.5s
警犬追上小球前与小球的最大距离
Δx=x球−x犬=v0t2−12a1t 22−12a2t 22=9m
(3)设警犬从开始运动到追上小球经历的时间为 t3 ，则
v0t3−12a1t 32=12a2t 32
解得
t3=3s

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】(1)根据题意可知， DE 长度与圆柱体半径相等， DE 与竖直方向成 30∘ 角，以小球为对象，根据受力平衡可得
F弹cs30∘+Ncs30∘=mg ， F弹sin30∘=Nsin30∘
联立解得
F弹=10N
根据胡克定律可知，轻质弹簧的伸长量为
x=F弹k=0.1m
以光滑圆环为对象，根据受力平衡可得
mCg=2Tcs60∘
又
T=F弹=10N
解得物块C的质量为
mC=1kg
(2)以滑轮D为对象，由题图可知滑轮左侧绳子与右侧弹簧间的夹角为 90∘ ，且绳子拉力大小等于弹簧弹力大小，根据平衡条件可知，杆对滑轮D作用力大小为
F杆=2F弹cs45∘=10 2N
由图中几何关系可知杆对滑轮D作用力方向斜向上偏右，与竖直方向的夹角为 15∘ 。
(3)以小球为对象，根据相似三角形可得
mgOD=NR
可知调整细线长度使小球在圆柱表面移动过程中，圆柱体对小球的支持力大小保持不变；若调整细线长度使小球从 E 处移至 F 处( DF 与圆柱表面相切)，以小球为对象，由于此时弹簧弹力与圆柱体的支持力垂直，根据平衡条件可得圆柱体的支持力大小为
N=mgsin∠ODF=10N
当小球在 F 处时，小球对圆柱体的压力的水平分力最大，竖直分力最小；以圆柱体为对象，小球在 F 处时，圆柱体受到的地面摩擦力大小为
f地=Ncs∠ODF=10 63N
圆柱体受到的地面支持力大小为
N地=Mg+Nsin∠ODF
又
f地≤μN地
联立解得
M≥5 6− 33kg
则四分之一圆柱体的质量的最小值为 5 6− 33kg 。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】